CN107255285A - 一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法，所述方法包括以下步骤：对污泥进行脱水干化处理，使得污泥的含水量为不大于50%，并进行破碎处理；将破碎后的污泥与生活垃圾混合后输送到三驱动炉排炉中进行焚烧，其中，所述污泥的掺混质量比为5%~20%；所述三驱动炉排炉的炉膛设有温度传感器，当炉膛的温度低于900℃时，暂停污泥掺与生活垃圾混合燃烧，只输送生活垃圾。采用本发明的技术方案，将污泥掺和在垃圾混合处理，无需增加其他辅助燃料，只需利用三驱动逆推炉排的焚烧垃圾燃烧调整特点，就能达到处理要求，而且排放满足环保要求，该方法投入低，操作方便，运行成本低等优点。

Description

一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法及系统

技术领域

本发明属于垃圾处理技术领域，尤其涉及一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法及系统。

背景技术

随着我国社会经济和城市化的发展，污水的产生量也在不断增长，污泥产生量也越来越多。目前国内污泥处置方法主要有卫生填埋、土地利用及污泥焚烧。污泥焚烧是利用污泥含有的有机成分较高(约占70％-80％)，具有一定热值等特点来处置污泥。污泥焚烧技术优势在于其处理的彻底性，减量率可达到95％左右，处理速度快。污泥中还含有大量的N、P、K、Ca及有机质，且N、P以有机态为主，可以缓慢释放，具有长效性。污泥焚烧过程所产生的能量可以用于发电和供热，而焚烧灰具有吸水性、凝固性，还可以用于制作建筑材料。

垃圾焚烧处理是将垃圾放在焚烧炉中进行燃烧，释放出热能，余热回收可供热或发电，烟气净化后排出。焚烧处理技术特点是处理量大、减容性好、无害化彻底，且有热能回收作用。因此，对生活垃圾实行焚烧处理是无害化、减量化和资源化的有效处理方式。现普遍采用这种垃圾处理技术。污泥焚烧是利用污泥含有的有机成分较高约占70％-80％(质量百分比)，具有一定热值等特点来处置污泥。污泥焚烧技术优势在于其处理的彻底性，减量率可达到95％左右，处理速度快。污泥中还含有大量的N、P、K、Ca及有机质，且N、P以有机态为主，可以缓慢释放，具有长效性。污泥焚烧过程所产生的能量可以用于发电和供热，而焚烧灰具有吸水性、凝固性，还可以用于制作建筑材料。

目前，城市生活污泥掺混生活垃圾焚烧存在以下问题。一是污泥的燃烧着火点不一样，相对生活垃圾燃烧较滞后，造成燃烧不完全；二是垃圾湿度随季节变换比干化后的污泥较潮湿，容易影响焚烧效果；三是污泥和垃圾混合后容易吸附在垃圾里，影响焚烧助燃风的需氧量。

目前污泥和垃圾混合焚烧方式有：

1)利用循环流化床锅炉焚烧污泥和垃圾混合物，另外还需添加煤进行助燃；即循环流化床锅炉+(污泥+生活垃圾+煤)。

2)利用炉排炉焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾方法，燃料掺入比为40:30:30；即炉排炉+(焚烧农林废弃物+污泥+生活垃圾)。

3)利用生活垃圾掺烧污泥发电的富氧燃烧方法，需增加一套100％纯氧输送设备，进行助燃；即焚烧炉+(污泥+生活垃圾+纯氧助燃)。

第一种方式，通过添加煤进行助燃，投入成本较高，实际可操作性不好。

第二种方式，虽然污泥不需进行深度脱水，污泥含水在70％-80％左右，但要求农林废弃物在燃料当中占比为40％，污泥占比为30％，生活垃圾占比为30％。且农林废弃物与未深度脱水污泥很难均匀混合，实际处理污泥效果很难达到要求。

第三种方式，是通过增加一套加氧系统，对焚烧炉送风实行助燃，提高垃圾与污泥燃烧热值，增加污泥处理量。但这种富氧燃烧处理污泥方法因焚烧处理设备连续运行，投入富氧成本较高，实际可操作性较差。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法及系统，在现有的垃圾焚烧发电厂的基础上，将污泥与生活垃圾按照特定比例范围混合后进行焚烧处理，把城市污泥进行焚烧处理，解决城市污泥处理的难题，不用增加设备投入。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法，其包括以下步骤：

步骤S1，对污泥进行脱水干化处理，使得污泥的含水量为不大于50％(质量百分比)，并进行破碎处理；

步骤S2，将破碎后的污泥与生活垃圾混合后输送到三驱动炉排炉中进行焚烧，其中，所述污泥的掺混质量比为5％～20％，即污泥占生活垃圾的质量的百分比为5％～20％；

步骤S3，所述三驱动炉排炉的炉膛设有温度传感器，当炉膛的温度低于900℃时，暂停输送污泥掺与生活垃圾混合燃烧，只输送生活垃圾。

采用此技术方案，污泥需脱水后干化处理，含水率要求控制在50％以下；燃料仅仅为污泥和生活垃圾两种混合物；利用三驱动炉排分级运动和分级送风技术，即三驱动燃烧调整系统，通过调整炉排速度和风量，使污泥和垃圾混合物充分燃烧分解，烟气处理方式和灰渣处理方式沿用垃圾焚烧处理方式，不需要进行其他设备技术改造。

作为本发明的进一步改进，所述炉膛的第一烟道下部断面层设有温度传感器，当第一烟道下部断面层的温度低于900℃时，暂停污泥掺与生活垃圾混合燃烧，只输送生活垃圾。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中，当第一烟道下部断面层的温度高于950℃，控制污泥掺混生活垃圾进行焚烧；第一烟道下部断面层的温度每提高10℃，增加当前污泥量20％质量百分比的污泥输送量；反之，每降低10℃，减少当前污泥量20％质量百分比的污泥输送量。即以当前投入的污泥量为基数，根据温度变化进行增减。

作为本发明的进一步改进，所述第一烟道下部断面层的温度为这一区域两个温度传感器的平均值。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中，污泥与生活垃圾的最大输送量不超过6t/h，最小输送量不低于2t/h。

作为本发明的进一步改进，所述三驱动炉排炉混合焚烧的点火及燃烧方式为：首先通过主、辅燃烧器对炉膛进行点火燃烧，使用燃料为柴油或天然气，把炉膛温度逐步提高到850℃后，再投用生活垃圾和污泥混合物进行焚烧。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，破碎处理后使80％左右颗粒满足粒径≤20mm。采用此技术方案，便于破碎后的污泥在焚烧炉中充分悬浮和充分燃烧。

本发明还公开了一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的系统，其采用如上任意一项所述的三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法进行控制，其包括污泥破碎装置、污泥输送装置、生活垃圾输送装置、掺混装置、进料装置、三驱动炉排炉和控制器，所述污泥输送装置、生活垃圾输送装置分别与掺混装置连接，所述掺混装置通过进料装置将污泥和生活垃圾输送到三驱动炉排炉内；所述三驱动炉排炉的第一烟道下部断面层设有温度传感器，所述污泥输送装置、生活垃圾输送装置、掺混装置、温度传感器分别与控制器连接，所述控制器根据温度传感器反馈的温度值，控制污泥输送装置输送到掺混装置中的掺杂量。

作为本发明的进一步改进，所述三驱动炉排炉的第一烟道下部断面层至少设有两个温度传感器，所述控制器根据两个温度传感器的平均值控制污泥的掺杂量。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

采用本发明的技术方案，采用含水量为50％以下的污泥，并经过粉碎后与生活垃圾按照特定的比例混合后入炉燃烧，利用三驱动炉排运行原理(分级驱动、分级送风)，通过对炉排运动速度及各风室风量的调整，并根据炉内温度调整污泥与生活垃圾的比例，最终达到把污泥焚烧处理完成，解决城市污水处理后沉淀物污泥的处理难题，是一种可循环再生资源处理方法。此项发明技术，污泥掺和在垃圾混合处理，无需增加其他辅助燃料，只需利用三驱动逆推炉排的焚烧垃圾燃烧调整特点，就能达到处理要求，而且排放满足环保要求。该方法投入低，操作方便，运行成本低等优点。

附图说明

图1是本发明一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的系统结构示意图。

图2是本发明一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的流程图。

具体实施方式

下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的系统，其包括污泥破碎装置、污泥输送装置、生活垃圾输送装置、掺混装置、进料装置、三驱动炉排炉和控制器，所述污泥输送装置、生活垃圾输送装置分别与掺混装置连接，所述掺混装置通过进料装置将污泥和生活垃圾输送到三驱动炉排炉内；所述三驱动炉排炉的第一烟道下部断面层设有温度传感器，所述污泥输送装置、生活垃圾输送装置、掺混装置、温度传感器分别与控制器连接，所述控制器根据温度传感器反馈的温度值，控制污泥输送装置输送到掺混装置中的掺杂量。具体的系统流程如下：

先将含水率80％以上的城市生活污泥进行干化处理，通过挤压脱水后，污泥含水率控制在≤50％的成型压块，然后运输到垃圾焚烧发电厂污泥处置车间收储仓。

如图1所示，干化后的污泥通过污泥输送车把污泥运输到垃圾焚烧发电厂，然后倒入到污泥贮仓1，由污泥破碎机2粉碎后落入斗式提升机3斗内。破碎后的污泥通过斗式提升机3将粉碎后的污泥送入接料斗4，污泥通过接料斗4落入刮板输送机5，再由下料溜管6落入垃圾进料斗7与垃圾进行掺混，通过垃圾进料斗7下落到推料器8，由推料器送入到三驱动逆推炉排9上。污泥掺混垃圾燃料在炉排上分别由干燥风机12送入一次风进行干燥、预热、着火燃烧后，由逆推炉排作用移动到燃烧段炉排，通过燃烧段风机13送入一次风进行完全焚烧，燃烬的残留物被炉排移动到燃烬段，最后由燃烬风机14送风对残留物进行最后的焚烧完全落入液压出渣机15，再由震动输送机16送入渣坑。如图1所示，污泥输送量的大小通过炉膛10内温度测点11两个点T1、T2平均值浮动的范围，来调整刮板输送机5的输送值，最终达到污泥掺混垃圾完全焚烧处理。

又如图2的流程图所示，上述系统的控制方法为：

将干化污泥进行破碎处理时，使之80％左右颗粒满足≤20mm。再由设备输送到焚烧炉料斗口，均匀地与生活垃圾混合后入炉进行焚烧，污泥掺混比例控制在5％～20％范围内。干化污泥入厂后，由化验人员取样进行热值测定，燃烧运行调整人员，根据污泥测定热值及焚烧炉燃烧温度，对污泥掺烧量灵活进行调整，采用此技术方案，按照焚烧炉入炉垃圾燃料设计热值6700kJ/kg，污泥干化48％水分热值1610kJ/kg。污泥热值低时，掺混量降低，反之污泥热值较高，污泥焚烧量可以随之增加。

焚烧炉第一烟道下部断面层(以下温度均指这一区域)布置温度传感器，污泥输送量通过取这一区域的至少两个温度传感器平均值进行调整控制。当温度传感器平均值低于摄氏900℃时，停止污泥输送设备，暂停污泥掺与垃圾混合燃烧；当炉膛温度高于950℃，控制装置启动污泥输送设备，污泥开始掺混垃圾进行焚烧，温度每提高10℃，增加20％污泥输送量，最大输送量不超过6t/h。反之则递减，每降低10℃，减少20％污泥输送量，最小输送量不低于2t/h。

其中，三驱动炉排焚烧炉点火及燃烧方式：首先通过主、辅燃烧器对炉膛进行点火燃烧，使用燃料为柴油或天然气，把炉膛温度逐步提高到850℃后，再投用生活垃圾和污泥混合物进行焚烧。该混合物通过前期预热干燥段后，在三驱动炉排分级运动和分级送风作用下，通过调整炉排运行速度及控制一次风送风量，不断预热、干燥，使垃圾翻滚落下进入燃烧区。使垃圾中细小颗粒即干燥后的污泥，通过调整燃烧一次送风风压作用力下，呈悬浮状态，在炉膛内上下翻滚不断着火燃烧，通过前、后拱二次风的搅动使烟气在炉膛停留时间保持两秒以上，炉渣直至燃烬排出炉外做一般废弃物处理，残留物飞灰随烟气净化系统进行处理，进行飞灰填埋。燃烧产生的有害气体排放达到GB 18485-2014生活垃圾焚烧污染控制标准要求，低于标准的限值。具体的测试值如表1所示。将燃烧后的灰渣用于制作环保建筑用砖，用于居民建房。焚烧炉产生的热能通过余热锅炉用于发电。

此项技术不同于其他污泥焚烧技术表现为以下几点：

(1)污泥需脱水后干化处理，含水率要求控制在≤50％；

(2)污泥入炉前先进行粉碎处理，要求颗粒度≤20mm控制在80％以上；

(3)燃料为污泥和生活垃圾两种混合物；

(4)污泥掺混输送量的控制是通过污泥热值及炉膛温度值来实施；

本发明的技术方案利用三驱动炉排分级运动和分级送风技术(即三驱动燃烧调整系统)，通过调整炉排速度和风量，使污泥和垃圾混合物充分燃烧分解，烟气处理方式和灰渣处理方式沿用垃圾焚烧处理方式，不需要进行其他设备技术改造。

表1

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤S1，对污泥进行脱水干化处理，使污泥的含水量为不大于50%，并进行破碎处理；

步骤S2，将破碎后的污泥与生活垃圾混合后输送到三驱动炉排炉中进行焚烧，其中，所述污泥的掺混质量比为5%~20%；

步骤S3，所述三驱动炉排炉的炉膛设有温度传感器，当炉膛的温度低于900℃时，暂停污泥掺与生活垃圾混合燃烧，只输送生活垃圾。

2.根据权利要求1所述的三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法，其特征在于：所述炉膛的第一烟道下部断面层设有温度传感器，当第一烟道下部断面层的温度低于900℃时，暂停污泥掺与生活垃圾混合燃烧，只输送生活垃圾。

3.根据权利要求2所述的三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法，其特征在于：步骤S3中，当第一烟道下部断面层的温度高于950℃，控制污泥掺混生活垃圾进行焚烧；第一烟道下部断面层的温度每提高10℃，增加20%质量百分比的污泥输送量；反之，每降低10℃，减少质量百分比20%质量百分比的污泥输送量。

4.根据权利要求3所述的三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法，其特征在于：所述第一烟道下部断面层的温度为这一区域两个温度传感器的平均值。

5.根据权利要求4所述的三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法，其特征在于：步骤S3中，污泥与生活垃圾的最大输送量不超过6t/h，最小输送量不低于2t/h。

6.根据权利要求3所述的三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法，其特征在于：所述三驱动炉排炉混合焚烧的点火及燃烧方式为：首先通过主、辅燃烧器对炉膛进行点火燃烧，使用燃料为柴油或天然气，把炉膛温度逐步提高到850℃后，再投用生活垃圾和污泥混合物进行焚烧。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法，其特征在于，步骤S1中，破碎处理后使80%左右颗粒满足粒径≤20mm。

8.一种三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的系统，其特征在于：其采用如权利要求1~7任意一项所述的三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的方法进行控制，其包括污泥破碎装置、污泥输送装置、生活垃圾输送装置、掺混装置、进料装置、三驱动炉排炉和控制器，所述污泥输送装置、生活垃圾输送装置分别与掺混装置连接，所述掺混装置通过进料装置将污泥和生活垃圾输送到三驱动炉排炉内；所述三驱动炉排炉的第一烟道下部断面层设有温度传感器，所述污泥输送装置、生活垃圾输送装置、掺混装置、温度传感器分别与控制器连接，所述控制器根据温度传感器反馈的温度值，控制污泥输送装置输送到掺混装置中的掺杂量。

9.根据权利要求8所述的三驱动炉排炉混合焚烧生活垃圾和污泥的系统，其特征在于：所述三驱动炉排炉的第一烟道下部断面层至少设有两个温度传感器，所述控制器根据两个温度传感器的平均值控制污泥的掺杂量。